一种基于氧化石墨烯基的抗紫外棉织物的制备方法与流程

本发明属于抗紫外棉织物的制备领域，特别涉及一种基于氧化石墨烯基的抗紫外棉织物的制备方法。

背景技术：

棉织物是人们夏季服饰的首选，但由于棉化学结构中不含在近紫外区有吸收的官能团，而且棉织物是天然纤维组成，无法像合成纤维一样在纺丝原料中添加抗紫外剂，尤其是对于未染色的棉织物，其抗紫外性能更差，所以对棉织物的抗紫外整理尤为重要。

抗紫外的机理是指利用紫外屏蔽剂对纤维或织物进行整理，当光辐射到织物上时，一小部分通过织物上的间隙透过织物，绝大部分则被紫外线屏蔽剂反射或者选择性的吸收并将其能量转换成低能而释放，从而将紫外线遮断。传统的抗紫外整理分为有机紫外线吸收整理和无机纳米紫外线屏蔽整理：前者涉及有机整理剂，对人身健康有潜在的威胁，而无机纳米紫外主要有氧化锌和二氧化钛等金属氧化物纳米颗粒，成本则较高。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于氧化石墨烯基的抗紫外棉织物的制备方法，该方法简单，环保，能提高棉织物的吸湿性能和穿着舒适度。

本发明的一种基于氧化石墨烯基的抗紫外棉织物的制备方法，包括：

将氧化石墨烯分散于酰胺类溶剂中，超声，得到质量分数为0.05～1.0％的静电喷雾溶液；在棉织物上静电喷雾，得到基于氧化石墨烯基的抗紫外棉织物。

所述酰胺类溶剂为N，N二甲基甲酰胺DMF、二甲基乙酰胺DMAc、N,N-二甲基丙酰胺(DMP)。

所述超声的时间为10～200min。

不同的超声时间得到不同片层的氧化石墨烯喷雾溶液。

所述静电喷雾溶液的体积为2-8ml。

所述静电喷雾的条件为：静电电压为10～15Kv，静电喷雾的速度为0.1～1.0ml/h，针头滚筒的间距为8～15cm。

所述静电喷雾的时间为4～10h。

所述基于氧化石墨烯基的抗紫外棉织物的规格为12cm x 12cm。

所述基于氧化石墨烯基的抗紫外棉织物的抗紫外性能测试采用UV-1000F纺织品抗紫外因子测试仪，扫面波长250～450nm。

本发明通过不同超声时间制备不同片层大小的氧化石墨烯，然后通过静电喷雾法喷制不同含量的氧化石墨烯溶液于棉织物表层，制备得到含不同片层、不同氧化石墨烯含量的功能棉织物。

本发明选用一种环保、成本低且材料来源丰富的无机碳材料—氧化石墨烯通过静电喷雾的方法制备氧化石墨烯基抗紫外棉织物。理想的石墨烯是一种由单层碳原子致密堆积成的二维蜂窝晶格结构，在众多领域有潜在的应用价值。本发明中具有一定尺寸的氧化石墨烯片层，在一定浓度下(氧化石墨烯基纺丝液晶)，具有很好的抗紫外性能。

有益效果

本发明的基于氧化石墨烯基抗紫外棉织物中碳材料作为一种新型的棉织物抗紫外整理剂，对环境无污染，氧化石墨烯亲水性极好，能提高棉织物的吸湿性能以及穿着舒适度。

附图说明

图1为实施例1中基于氧化石墨烯基的抗紫外棉织物的抗紫外性能曲线；其中，a、b、c、d、e、f、g分别代表超声时间为0min、30min、60min、90min、120min、150min、180min的质量分数均为0.1％的氧化石墨烯DMF溶液；

图2为实施例2中基于氧化石墨烯基的抗紫外棉织物的抗紫外性能曲线；其中，a、b、c、d、e、f分别代表质量分数为0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％的超声时间均为60min的氧化石墨烯DMF溶液。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

实施例1

氧化石墨烯片层大小对棉织物抗紫外性能的影响：

(1)分别配置7份质量分数为0.1％氧化石墨烯的DMF喷雾溶液5.0ml，相同条件下分别超声0min、30min、60min、90min、120min、150min、180min，制备不同片层大小的氧化石墨烯喷雾溶液。

(2)静电喷雾法制备不同片层的氧化石墨烯基棉织物，静电电压为12Kv，喷雾速率0.5ml/h，针头滚筒的间距为10cm，喷雾时间为5h，得到基于氧化石墨烯基的抗紫外棉织物。

(3)用UV-1000F型织物紫外透过率分析仪测试上述棉织物紫外透过率，测定波长250～450nm的光线透过率和织物防紫外系数UPF，透过率越小，UPF值越大，紫外线防护效果越好。结果如附图1所示：超声60min时，UPF值达到最高为10.45，此时紫外透过率最低，在5％左右浮动，证明此时的氧化石墨烯基棉织物有抗紫外效果。

实施例2

氧化石墨烯含量对棉织物抗紫外性能的影响：

(1)配置质量分数分别为0、0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％的氧化石墨烯的DMF喷雾溶液各5ml，相同条件下超声60min，制备相同片层，不同浓度的氧化石墨烯喷雾溶液。

(2)静电喷雾法制备不同含量的氧化石墨烯基棉织物，静电电压为12Kv，喷雾速率0.5ml/h，针头滚筒的间距为10cm，喷雾时间为5h，得到基于氧化石墨烯基的抗紫外棉织物。

(3)用UV-1000F型织物紫外透过率分析仪测试上述棉织物紫外透过率，,测定波长250～450nm的光线透过率和织物防紫外系数UPF，透过率越小，UPF值越大，紫外线防护效果越好。结果如附图2示。浓度为0.5％时，UPF值最高为42.97，此时紫外透过率小于5％。证明在此时的棉织物有良好的抗紫外性能。